化学选择性醇氧化的电化学方法为醇作为化学品来源和作为新燃料的利用提供了新的机遇和挑战：(1)电催化氧化消除了与大量化学计量化学氧化剂和易燃有机溶剂相关的操作危险；(2)醇的电催化转化提供了将生物质衍生的醇直接用作燃料的手段。许多分子电催化醇氧化机理的特点是需要氧化金属氢化物以再生电催化活性物种。

近日，美国斯坦福大学Robert M. Waymouth报道了一类用于金属氢化物催化电催化氧化反应的电化学介体。

文章要点

1）八面体钌配合物[Ru(acac)₂(pyimN)]（Ru^IIIN 3）从钌氢化物[RuH(CNN)(dppb)]（RuH 2，CNN=2-氨基甲基-6-甲苯基吡啶，dppb=1，4-二(二苯基膦)丁烷）中抽出一个氢原子生成[Ru(acac)₂(pyimNH)]（Ru^IINH 4）和还原的Ru(CNN)(dppb)配合物。

2）由于Ru^IIIN 3可以在适当的碱性和氧化条件下由Ru^IINH 4电化学再生，因此在串联电催化循环中使用Ru^IIIN 3作为合适的电化学可再生氢原子受体，以降低电催化乙醇氧化的过电位（450 mV）。

3）结果显示，在强碱的存在下，先前报道的醇氧化电催化剂[RuX(CNN)(dppb)]（1，X = Cl，2，X = H）催化异丙醇氧化为丙酮相对于四氢呋喃中的二茂铁/二茂铁（Fc^+/0），在-0.70 V时的周转频率（TON）大于3 s^-1。在四氢呋喃中加入Ru^IINH 4后，RuCl 1在-1.20 V（相对于四氢呋喃中的Fc^+/0）电催化氧化异丙醇为丙酮的TOF值约为ca.1 s^-1。

4）循环伏安法和化学氢原子转移研究表明，主要的电催化途径涉及通过电化学生成的Ru^IIIN 3从RuH 2中提取氢原子。

Elizabeth A. McLoughlin, et al, Electrochemically Regenerable Hydrogen Atom Acceptors: Mediators in Electrocatalytic Alcohol Oxidation Reactions, ACS Catal. 2020

DOI：10.1021/acscatal.0c03240

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c03240